CN101074609B - 废气涡轮增压器的轴向进气涡轮机的导向器 - Google Patents

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Abstract

特别是利用重油驱动的活塞式内燃机的废气涡轮增压器的轴向进气涡轮机的导向器,它具有可摆动地布置在导向叶片外圈(3)上的导向叶片,所述导向叶片可以借助相应调整杆(5)和与调整杆共同作用的调整环,并借助作用在调整环上的调整装置,通过相对导向叶片外圈(3)的转动,对所有导向叶片共同调整导向叶片的角度位置,以这种方式构造这种导向器,即由于在调整环的圆周上对称的力导入可以放弃调整环的准确定位,规定,作用在所述调整环上的调整装置具有多个在调整环的圆周上对称分布的铰接的连接元件(7,8,9),它们可以各自借助在调整环对面支承的伺服马达驱动,其中所述伺服马达互相同步,使在激活状态下实现调整环在导向器上的自对中。

Description

废气涡轮增压器的轴向进气涡轮机的导向器
技术领域
本发明涉及一种特别是利用重油驱动的活塞式内燃机的废气涡轮增压器的轴向进气涡轮机的导向器。
背景技术
涡轮增压器中的废气涡轮机的导向叶片一般通过伺服马达和调整机构根据工作状况调节。可调节的导向器装有各自绕着摆动轴线可摆动的导向叶片的凸缘,该导向叶片围绕旋子轴线对中心地布置并一般可以借助调整环调整。此类的调整环通过连接元件与伺服马达连接,该伺服马达可以对应于发动机的工作状态可控地进行调整。
例如DE 103 11 205 A1示出了一种利用重油驱动的活塞式内燃机的废气涡轮增压器的轴向进气径向涡轮机的导向器,它带有布置在壳体中的,可以利用调整装置进行流量调节的叶片。该涡轮增压器因此具有可变的涡轮机尺寸,其中对于可摆动地布置在导向叶片外圈上的,分别配置了调整杆的涡轮机导向叶片,可以利用与调整杆共同作用的调整环,通过相对导向叶片外圈的转动,对所有导向叶片共同调整导向叶片相对进气方向的角度位置。
涡轮和导向器的导向叶片外圈彼此同心地支承在涡轮增压器的壳体中。在导向器的导向叶片外圈中可摆动地支承着围着涡轮的导向叶片的轴。该轴装有调整杆,该调整杆具有朝着径向的啮合轮廓。该啮合轮廓可摆动地滑动嵌入调整环朝内的导向槽中。调整环还相对导向叶片外圈同心地可摆动地支承在涡轮增压器壳体中。调整环与调整装置机械连接并例如借助于伺服马达被调整装置驱动。如果调整环相对导向叶片外圈运动,则调整杆以及由此导向叶片也摆动。
由于调整装置在调整环的圆周施加调整力,在调整环的圆周产生不对称的力导入。因此调整环一般必须准确地支承在导向器中或者说导向叶片外圈和涡轮机壳体之间,因为它可能由于热力学的影响在这个位置或许被夹住。
发明内容
由此本发明的任务在于,以这种方式构造一种上述类型的导向器,即由于在调整环的圆周上对称的力量导入可以放弃调整环的准确定位。
根据本发明该任务由此解决,即提供一种利用重油驱动的活塞式内燃机的废气涡轮增压器的轴向进气涡轮机的导向器,它具有可摆动地布置在导向叶片外圈上的导向叶片,所述导向叶片能借助相应调整杆和与调整杆共同作用的调整环,并借助作用在调整环上的调整装置,通过相对导向叶片外圈的转动,对所有导向叶片共同调整导向叶片的角度位置,其特征在于,作用在所述调整环上的调整装置具有多个在调整环的圆周上对称分布的铰接的连接元件,它们可以各自借助在调整环对面支承的伺服马达驱动,其中所述伺服马达互相同步,使在激活状态下实现调整环在导向器上的自对中。
通过调整装置的连接元件的铰点的对称分布,调整环在伺服马达同步运行时自己对中。由此可以放弃调整环的准确定位,热力学延伸不能导致夹住或滞后。也就是说,通过铰点的对称分布保证了调整环的旋转中心关于导向器的轴总是对中的。
附图说明
接下来借助附图说明本发明的实施例:
图1示出了一种根据本发明的导向器,其中调整装置具有两个在调整环的圆周上以180°的圆周角分开布置的连接元件用于对称的力导入,并且,
图2示出了安装在涡轮机壳体上的状态下的一种按照图1的根据本发明的导向器。
具体实施方式
通常涡轮机具有绕着轴线可旋转的带有涡轮机叶轮及在其上固定的涡轮叶片的转子,以及涡轮机壳体1和导向器,该导向器带有导向叶片外圈3中的可调整的导向叶片2的关于转子(涡轮机轴线A)轴对称布置的凸缘。导向叶片2可以各自通过绕着径向延伸的轴4摆动到在两个终点位置之间的任意角度位置。
导向器以已知的方式在涡轮机的气体进口壳体和气体出口壳体之间(图2)固定在涡轮机壳体1上。
装在每个导向叶片2上的调整杆5从气体通道径向向外延伸。调整杆5以其向外延伸的部分绕着摆动轴线可转动地支承。旋转运动通过布置在气体通道外面的并且可以绕着涡轮机轴线A旋转的调整环6以及通过将扭矩从调整环6传递到每个导向叶片2的调整杆5上的调整元件引入。
调整环6关于导向叶片外圈3可摆动地布置(浮动地支承),其中调整环6关于导向叶片外圈3的摆动确定了调整杆5绕着相应轴线的摆动。相应的导向叶片2也通过调整杆5绕着该轴线摆动。按照导向叶片2在气流方向中的位置可以调节压力或者说压缩机功率。由此借助调整环6的摆动对不同的内燃机工作点在废气涡轮机增压器的未示出的压缩机一侧实现空气量和进气压力的调节,其中通过导向叶片2调节涡轮机(功率输出/转速)并通过涡轮机(轴)调节压缩机。调整环6的摆动利用外部的,以连接元件7,8,9和伺服马达10形式的调整装置实现。
作用在调整环6上的调整装置包括多个在调整环6的圆周上对称分布并铰接的连接元件7,8,9,它们可以各自借助在调整环6对面支承在涡轮机壳体1上的伺服马达10驱动,其中伺服马达互相同步,使在激活状态下,也即在伺服马达10的驱动状态下实现调整环6在导向器上的自对中,也就是说,作用在调整环6上的调整力均匀地分布在调整环6的圆周上,即总是保证调整环6的旋转中心关于导向器的轴线是对中的。
在上述情况下调整装置具有两个在调整环6的圆周上以180°的圆周角互相分开铰接的连接元件7,8,9,它们利用两个互相对称的伺服马达10驱动。
这两个伺服马达10关于调整力和力线方向同步共同工作,即总是保证调整环6在导向叶片外圈3上足够的浮动安置。
伺服马达10可以设计成气动和液压驱动的伺服缸或者电动机。
当然本发明主题的另外一个优选的实施例也是可以想象的,其中调整装置具有三个在调整环6的圆周上以120°的圆周角分开布置的连接元件7,8,9,它们同样利用三个互相同步的伺服马达10驱动。这里也应保证调整环6的中心旋转点以及其在导向叶片外圈3上的浮安置。
连接元件在这里是轴7的形式,它在支座8中伸向涡轮机壳体1上的调整环6,并与用于调整环6的丝杠驱动机构9一起作用。
调整环6以优选的方式在连接元件7,8,9的铰点区域在轴7上延伸。为了这里可以获得调整环6的运动,它们优选设计成弹性的。为此调整环6以优选的方式在导向叶片2的调整杆5的铰点之间具有收缩部位。
附图标记列表
1    涡轮机壳体
2    导向叶片
3    导向叶片外圈
4    旋转轴线
5    调整杆
6    调整环
7    连接元件
8    连接元件
9    连接元件
10   伺服马达

Claims (8)

1.利用重油驱动的活塞式内燃机的废气涡轮增压器的轴向进气涡轮机的导向器,它具有可摆动地布置在导向叶片外圈(3)上的导向叶片(2),所述导向叶片能借助相应调整杆(5)和与调整杆(5)共同作用的调整环(6),并借助作用在调整环(6)上的调整装置,通过相对导向叶片外圈(3)的转动,对所有导向叶片(2)共同调整导向叶片(2)的角度位置,其特征在于,作用在所述调整环(6)上的调整装置具有多个在调整环的圆周上对称分布的铰接的连接元件(7,8,9),它们可以各自借助在调整环(6)对面支承的伺服马达(10)驱动,其中所述伺服马达(10)互相同步,使在激活状态下实现调整环(6)在导向器上的自对中。
2.根据权利要求1所述的导向器,其特征在于,所述调整装置具有两个在调整环(6)的圆周上以180°的圆周角互相分开铰接的连接元件(7,8,9),它们利用两个互相同步的伺服马达(10)驱动。
3.根据权利要求1所述的导向器,其特征在于,所述调整装置具有三个在调整环(6)的圆周上以120°的圆周角互相分开铰接的连接元件(7,8,9),它们利用三个互相同步的伺服马达(10)驱动。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的导向器,其特征在于,所述伺服马达(10)设计成气动或液动加载的伺服缸或者电动机。
5.根据权利要求1所述的导向器,其特征在于,所述调整环(6)在连接元件(7,8,9)的铰点区域延伸。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的导向器,其特征在于,所述调整环(6)设计成弹性的。
7.根据权利要求6所述的导向器,其特征在于,所述调整环(6)在导向叶片(2)的调整杆(5)的铰点之间具有收缩部位。
8.根据权利要求1所述的导向器,其特征在于,每个成轴(7)的形式的连接元件在支座(8)中延伸向涡轮机壳体(1)上的调整环(6)并与用于调整环(6)的丝杠驱动机构(9)一起作用。
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